Нано-клапаны с переключателем: pH-чувствительный псевдоротаксан как обратимый затвор для нанотранспортера лекарств
Клапаны окружают нас повсюду. Теперь команда исследователей под руководством Дж. Фрейзера Стоддарта и Джеффри И. Зинка из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала новый наноклапан. В журнале Angewandte Chemie учёные раскрывают его особенность: в отличие от предыдущих версий, работавших только в органических растворителях, этот клапан функционирует в водной среде и в физиологических условиях. Это — обязательные предпосылки для применения в качестве затвора для наноскопических агентов-транспортёров лекарств, которые должны высвобождать свой груз в нужном месте и в нужное время.
Хорошим примером наноскопической упаковки служит крошечная сфера из пористого кремнезёма. Её поры можно заполнить лекарством и закрыть управляемыми наноклапанами.
Как работает клапан:
- Учёные прикрепили стержневидные молекулы к поверхности пористых сфер и заполнили поры молекулами-гостями.
- При нейтральных и кислых значениях pH на эти «стержни» нанизали молекулы кукурбитурила — кольцевидной молекулы, напоминающей тыкву с выдолбленными концами.
- Образовавшаяся супрамолекулярная структура, похожая на нанизанную тыкву и известная химикам как псевдоротаксан, блокирует поры, не давая молекулам-гостям выйти. Наноклапан закрыт.
- Если повысить pH до щелочного диапазона, взаимодействие между «тыквами» и «стержнями» ослабевает, тыквы снимаются, и поры открываются. Клапаны открыты, и молекулы-гости могут выйти.
Цель дальнейшей работы — настроить молекулярные детали компонентов так, чтобы очень небольшие различия в pH между здоровой и больной тканью было достаточно для переключения клапанов и высвобождения лекарства только в больных клетках.
Цитирование: Jeffrey I. Zink, pH-Responsive Supramolecular Nanovalves Based on Cucurbit[6]uril Pseudorotaxanes, Angewandte Chemie International Edition 2008, 47, No. 12, 2222–2226, doi: 10.1002/anie.200705211